PERANCANGAN DAN REALISASI SISTEM PEMANTAUAN BERBASIS ESP DALAM SISTEM NURSE CALL I Made Devantara (1322052) Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha, Jl. Prof.Drg.Suria Sumantri, MPH no. 65, Bandung, Indonesia. ABSTRAK Sistem nurse call pada umumnya akan memanggil suster ketika tombol panggil di tekan atau keadaan darurat seperti kadar oksigen darah menurun, detak jantung berhenti terjadi. Jika pasien terjatuh dari tempat tidur dan kehilangan kesadaran, alarm sistem nurse call tidak akan menyala dan memanggil perawat. Hal tersebut akan menjadi masalah karena pasien yang terjatuh tidak langsung di tangani. Masalah juga timbul ketika perawat tidak berada pada stasiun kerjanya dan tidak dapat mendengar alarm panggilan. Tugas akhir ini bertujuan untuk menyelesaikan masalah tersebut. Load cell dengan konfigurasi full bridge menjadi solusi untuk masalah pendeteksian pasien yang meninggalkan tempat tidur. Microcontroller berbasis ESP 8266 yang memiliki modul wifi built in memungkinkan data pasien yang terukur dapat dikirimkan ke server lokal. Data yang diterima server local kemudian akan disimpan pada database. Data yang tersimpan pada database server lokal akan dibaca oleh smartphone, sehingga perawat yang bertugas dapat memantau keadaan pasien dari berbagai tempat yang masih terhubung ke jaringan lokal. Hal tersebut menyelesaikan masalah jangkauan alarm yang terbatas pada stasiun kerja perawat. Perancangan sistem nurse call tersebut telah berhasil direalisasikan dengan microcontroller node MCU, sebuah PC sebagai server dan sebuah smartphone berbasis android. Berdasarkan percobaan delay pengiriman data hingga data diterima di smartphone kurang dari 1 detik, jarak jangkauan pengiriman data node MCU adalah 120M tanpa halangan dan 25 meter jika diberi halangan, serta sistem dapat mendeteksi keadaan darurat untuk lebih dari 1 node MCU yang terhubung pada server. Kata kunci : load cell, full bridge, microcontroller, node MCU, smartphone, android i
DESIGN AND REALIZATION OF MONITORING SYSTEM BASED ON ESP IN NURSE CALL SYSTEM I Made Devantara (1322052) Electrical Engineering Study Program, Faculty of Engineering, Maranatha Christian University Jl. Prof.Drg.Suria Sumantri, MPH no. 65, Bandung, Indonesia. ABSTRACT Generally, nurse call system will call the nurse when the call button is in the press or emergency situation like the blood oxygen level decreases or heart rate stops happened. If the patient falls out of bed and loses consciousness, nurse call system alarm will not turn on and call the nurse. This will be a problem because the patient who fell is not directly handled. The problem also arises when the nurse isn t at his station and can t hear the alarm call. This final project aims to solve that problems. Load cells with full bridge configurations provide a solution to the detection problem of patients leaving the bed. ESP 8266-based microcontroller that has a built-in wifi module enables measurable patient data to be sent to the local server. The data received by the local server will then be stored in the database. Data stored on the local database server will be read by smartphone, so the nurses on duty can monitor the state of the patient from various places that are still connected to the local network. This resolves the problem of limited alarm coverage at the nurses' work station. The design of the nurse call system has been successfully realized with microcontroller node MCU, a PC as server and a android based smartphone. Based on experiment, delay of data transmission until data received in the smartphone is less than 1 second, the distance of data transmission of the MCU node is 120M LOS and 25 meter if obstructed and system can detect emergency for more than 1 node MCU connected on server. Keywords: load cell, full bridge, microcontroller, node MCU, smartphone, android ii
DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN PERNYATAAN ORISINALITAS LAPORAN PENELITIAN PERNYATAAN PUBLIKASI LAPORAN TUGAS AKHIR KATA PENGANTAR ABSTRAK... i ABSTRACT... ii DAFTAR ISI... iii DAFTAR GAMBAR...v DAFTAR TABEL... vii BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Masalah...1 I.2. Rumusan Masalah...2 I.3. Tujuan...2 I.4. Batasan Masalah...2 I.5. Sistematika Penulisan...3 BAB II LANDASAN TEORI II.1. Wheatstone Bridge...5 II.2. HX711 24bit ADC... 6 II.3. Load Cell... 7 II.4. Pulse Sensor... 9 II.5. Node MCU... 12 II.6. MySQL...14 II.7. Apache...15 II.8. Android II.8.1. Platform Android...15 II.8.2. Fitur fitur Android...16 II.8.3. Keunggulan Android...16 II.9. Android Studio...18 iii
II.10. Volley Method...19 II.11 JSON...21 BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI III.1 Perancangan Sistem Nurse Call...23 III.1.1. Perancangan Sistem Pemantauan...24 III.1.1.1. Load Cell dan HX711...25 III.1.1.2. Pulse Sensor...29 III.1.2. Perancangan Database...31 III.2 Diagram Alir...33 III.2.1. Diagram Alir pada Node MCU...34 III.2.2. Diagram Alir pada Smartphone...36 III.3 Realisasi Sistem Nurse Call...37 III.3.1. Realisasi Sistem Pemantauan...37 III.3.2. Realisasi Database...39 III.3.2. Realisasi GUI pada Smartphone...40 BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS IV.1. Uji Delay...42 IV.2. Uji Kesamaan Data...44 IV.3. Uji Jarak Jangkauan...47 IV.4. Uji Keberhasilan Sistem...49 IV.5. Analisis...50 BAB V SIMPULAN DAN SARAN V.1. Simpulan...51 V.2. Saran...51 DAFTAR PUSTAKA...78 Lampiran A Program pada Node MCU Lampiran B Program Android Meggunakan Android Studio iv
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar II.1 Wheatstone Bridge...5 Gambar II.2 HX711 24bit ADC...7 Gambar II.3. Wire Strain Gauge...7 Gambar II.4. Load Cell...8 Gambar II.5. Sensor Pulse...9 Gambar II.6. Diagran Rangkaian Pulse Sensor...12 Gambar II.7. Node MCU...12 Gambar II.8. Node MCU ESP-12E Pin Mapping...13 Gambar II.9. Arsitektur Android...17 Gambar II.10. Volley Threading...20 Gambar II.11. Struktur JSON...22 Gambar III.1. Diagram Blok Sistem Nurse Call...23 Gambar III.2. Aliran Data Sistem Nurse Call...24 Gambar III.3. Skematik Rangkaian Sistem Pemantauan...24 Gambar III.4. Skematik Load Cell dengan Konfigurasi Full Bridge...25 Gambar III.5. Load Cell dan HX711...26 Gambar III.6. Desain Penampang Bed...27 Gambar III.7. Output ADC Sebelum di Kalibrasi...28 Gambar III.8. Output ADC setelah di Kalibrasi...28 Gambar III.9. Grafik Pembacaan ADC terhadap Beban...29 Gambar III.10. Pulse Sensor yang Siap digunakan...31 Gambar III.11. Output Pulse Sensor...31 Gambar III.12. Tabel dalam Database...31 Gambar III.13. Struktur Tabel Room...32 Gambar III.14. Struktur Tabel Current Status...32 Gambar III.15. Relasi Tabel Database...34 Gambar III.16. Flow Chart Node MCU...35 Gambar III.17. Flow Chart Android...36 Gambar III.18. Penampang Load Cell...37 Gambar III.19. Bed...38 v
Gambar III.20. Miniatur Bed...38 Gambar III.21. Database pada Tabel Room1...39 Gambar III.22. Database pada Tabel Room2...40 Gambar III.23. Database pada Tabel Current_status...40 Gambar III.24. Tampilan Home...41 Gambar III.25. Tampilan Room 1... 41 Gambar III.26. Tampilan Room 2...41 Gambar IV.1. Serial Monitor Bed 1 dan Tabel Room1...45 Gambar IV.2. Serial Monitor Bed 2 dan Tabel Room2...46 Gambar IV.3. Database dan Data pada Smartphone...47 Gambar IV.4. Grafik Kekuatan Sinyal tanpa Halangan...48 Gambar IV.5. Grafik Kekuatan Sinyal dengan Halangan...48 vi
DAFTAR TABEL Halaman Tabel IV.1. Delay Pengiriman Data dari Sistem Pemantauan 1 ke Server...15 Tabel IV.2. Delay Pengiriman Data dari Sistem Pemantauan 2 ke Server...15 Tabel IV.3. Delay Pengiriman Data dari Server ke Smartphone...25 Tabel IV.4. Hasil Uji Keberhasilan Sistem Mendeteksi Keadaan Darurat Pertama...25 Tabel IV.5. Hasil Uji Keberhasilan Sistem Mendeteksi Keadaan Darurat Kedua...27 Tabel IV.6. Hasil Uji Keberhasilan Sistem Mendeteksi Keadaan Darurat Ketiga...53 vii